Praktikum Rechnernetze

1.1 Einführung

1.1.1 Mitwirken

Diese Materialien basieren auf Professor Kiefers “Praktikum Rechnernetze”-Vorlesung der HdM Stuttgart.

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1.1.2 Lizenz

Dieses Dokument und der enthaltene Quelltext ist freie Kultur bzw. freie Software.

Uni Network Practice Notes (c) 2021 Jakob Waibel, Daniel Hiller, Elia Wüstner, Felix Pojtinger

SPDX-License-Identifier: AGPL-3.0

1.2 Allgemeines

Mal ganz dumm gefragt: Wieso haben manche Switches als Layer-2-Koppelelement eigentlich eine IP-Adresse?

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Ist ein Switch der eine IP-Adresse hat, automatisch ein Layer-3-Switch

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Was ist der Unterschied zwischen einem Layer-3-Switch und einem Router?

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1.3 Switch Konfiguration

Sie bekommen die Switche sozusagen „originalverpackt". Um die Geräte initial zu konfigurieren, müssen Sie ein serielles Kabel (Console) an den PC anschließen und Putty oder MobaXterm (Console Serial: COMx, Speed: 9600; Console USB: COMx, Speed: 9600) starten

Zur Sicherheit setzen Sie nach erfolgreicher Verbindung ihren Switch auf Werkszustand zurück. Das geht über die Console mit dem Befehl erase all. (Anm.: Da an dem Switch auch ihr PC mit RDP dranhängt, geht auch die RDP-Verbindung verloren. D.h. Sie müssen sich anschließend neu mit RDP auf ihrem PC anmelden)

Das Zurücksetzen hat ca. 3 Minuten gedauert.

Vergeben Sie für Ihren Switch die entsprechende IP (siehe Zuordnung unter Ilias).

Der Switch wurde nach folgender Zuordnung angeschlossen: switch-71 (141.62.66.71) ist per seriellem Kabel an rn01 angeschlossen

Nach der IP-Konfiguration ist ihr Switch auch über einen Web-Browser erreichbar. Neuerdings bietet HP dazu zwei unterschiedliche GUIs an. Schauen Sie sich diese beiden GUIs an und bilden Sie sich ein Urteil.

1.4 Analyse mit Wireshark

Starten Sie Wireshark und dokumentieren Sie die Protokolle die bereits jetzt Traffic in Zusammenhang mit ihrem Switch erzeugen (abgesehen von ihren eigenen httpAnfragen und die ARP-Anfragen von 141.62.66.236 (=FOG-Cloning Server) oder anderen Servern/Routern (=141.62.66.240, 141.62.66.250….) und natürlich dem RDP). Welchen Wireshark-Filter setzen Sie ein, um möglichst nur noch den Traffic ihres Switches einzufangen?

Mit dem Filter !ip.addr && !arp werden alle Pakete, welche keine IP-Addresse haben, und das ARP-Protokoll ausgeblendet; zurück bleibt nur noch der Traffic des Switches.

Was ist LLDP? Bringen Sie Ihren Windows-Client dazu, LLDP in Verbindung mit Ihrem Switch zu realisieren (Dafür ist unter Windows noch der LLDP-Dienst z.B. von https://raspi.github.io/projects/winlldpservice/ zu installieren. Unter Linux lässt sich mit apt install lldpd der Dienst ebenfalls nachinstallieren.)

1.5 Konfigurationsdatei

Laden Sie sich die Switch-Konfiguration auf ihren PC und schauen Sie sich die Datei mit einem Texteditor an.

Ändern Sie in der herruntergeladenen Config-Datei den Namen des VLAN 1 und spielen Sie diese Datei als Konfiguration zurück auf den Switch.

1.6 Spanning-Tree-Verfahren

Aktivieren Sie das Spanning-Tree-Protokoll (Versuchen Sie herauszufinden was in ihrem Fall einzustellen ist, MSTP oder RSTP, wo liegen die Unterschiede). Stecken Sie nun eine Schleife (Der Betreuer im Labor erledigt das für sie) zwischen den Switches und versuchen Sie durch Verändern der Parameter, den Ring an einer Stelle zu unterbrechen (Hinweis: spanning-tree priority )

Welche Funktion hat das Protokoll BPDU (vgl. Anhang, Internet) in Zusammenhang mit Switches? In welchen Abständen sendet es der Switch? Was will er damit erreichen?

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Dokumentieren und interpretieren Sie die Ziel-MAC-Adresse, an die die BPDU-Pakete gesendet werden.

TODO: Add interpretation

Ziel-MAC-Adresse: 01:80:c2:00:00:00

Die Adresse wird beschrieben als “Local LAN Segment, stopping at STP-capable switches”.

Mit Hilfe von admin-edge-port kann man für einzelne Switchports das Forwarding aktivieren. Diese Option bringt einen Port sofort in den Forwarding-Zustand,unabhängig davon ob evtl. Schleifen vorhanden sind oder nicht. Wo ist diese Funktion sinnvoll einsetzbar? Was ist der Unterschied zu der Option auto-edge-port? Welche Befehle gibt es sonst noch um sich den Status des Spanning-Tree anzusehen (Der Befehl show und seine Optionen helfen weiter)?

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1.7 Port Mirroring und Port Security

Spiegeln Sie den Datenverkehr eines beliebigen aktiven Ports auf einen anderen Port und dokumentieren Sie die Einstellung. Wann wird in der Praxis „Mirroring" verwendet? Die entsprechende Funktion finden Sie unter Troubleshooting in der Web-Navigation links

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Überprüfen Sie, ob es möglich ist, alle Switch-Ports auf einen einzigen Port zu spiegeln. Wann ist dieses Vorgehen sinnvoll? Wo liegen die Grenzen?

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Bei einem Switch können Sie aus Sicherheitsgründen den Zugriff auf erlaubte bzw. bekannte MAC-Adressen beschränken. Beispiel: Sie installieren einen Switch in Ihrer Firma und wollen, dass nur ausgewählte PCs (MAC-Adressen) in Ihrem Netzwerk kommunizieren können. Mitarbeiter dürfen keine privaten Geräte anschließen. Vorgehen: Sie konfigurieren die Port-Security für Port 8 und der Betreuer im Labor versucht über diesen Port mit einem Notebook (MAC-Adresse bitte erfragen) einen Ping ins Labor oder ins Internet.

Beispielhaft wird nur unsere Workstation (MAC-Adresse 4C:52:62:0E:E0:E6) allowlisted; theoretisch würde hier aber auch keine Addresse zum selben Effekt (keine Verbindung möglich).

Aktiviert wird “Send Trap and Disable”, was zur Folge hat:

A trap is sent to all trap receivers when an unauthorized device is detected, and the unauthorized device is disabled.

Wie zu erwarten ist, konnte vor einem allowlisten ein angeschlossenes Laptop (MAC-Adresse 28:d2:44:e0:d9:28) nicht das Internet erreichen; wird dieser allerdings allowlisted, so kann dieses bzw. andere Hosts im Labor erreicht werden:

1.8 VLANs

Erstellen sie auf dem Switch zwei weitere VLANs mit unterschiedlicher Priorität. Es befindet sich immer ein sogenanntes Default-VLAN auf einem Switch, welches meistens die ID 1 besitzt. Legen Sie ein VLAN 2 und ein VLAN 3 an und konfigurieren Sie auf Switch-Port 5 und 6 des Switches jeweils die drei VLANs als getagged. Was bedeutet in diesem Zusammenhang tagged und untagged?

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Es sollen über diese 2 Switch-Ports 3 VLANs bedient werden. Im weiteren setzen Sie für diese VLANs unterschiedlichen Prioritäten (Stichwort: qos)

Diese Konfiguration spiegelt sich auch im Web-Interface wieder:

Die VLAN-Priorisierung auf dem SmartClass Tester entspricht der VLAN-Konfiguration auf dem Switch. Was sollte ihrer Meinung mit den drei Streams passieren?

TODO: Add answer

Der Betreuer teilt Ihnen die Ergebnisse der Messung zur Dokumentation mit

Gemessen wurden wie erwarted folgende Werte, welche zusammen eine Datenrate von ~99.6 Mbit/s darstellen:

Die UI zeigt hier auch den Traffic an:

1.9 Sichern der Konfiguration

Sichern Sie Ihre Konfiguration mit: write memory bevor sie den Switch ausschalten und notieren Sie sich Ihre Switch-Nummer, im nächsten Versuch „Netzwerkmanagement" werden Sie „Ihren" Switch wieder brauchen.